工程测量中坐标转换相关问题研究探析

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1、工程测量中坐标转换相关问题研究探析摘要：如今，新兴的科学技术，将工程测绘水平提升到了一个新的高度，坐标转换这个课题也在向纵深方向发展。坐标转换是工程测量中的常见问题，由于施工时采用了不同的坐标系，所以需要进行不同坐标系之间的坐标转换，加之不同的坐标系统所测得的数据也会不一样，坐标转换就成为了必然。要做好工程测量，就得了解并熟悉不同的坐标转换所涉及到的方法、数据以及公式等，本文就工程测量中坐标转换的相关问题进行了简要的分析探讨。关键词：工程测量、坐标系统、坐标转换中图分类号：K826.16文献标识码：A文章编号：在工程测量中

2、，详细了解坐标转换问题尤为重要，一般来讲，工程测量中常用的坐标系统有大地坐标系（BLH）、高斯平面坐标系（xy）、空间直角坐标系（XYZ）、工程坐标系等。坐标系统是工程测量的基准，由坐标原点、坐标轴的指向和尺度所定义，不同坐标系（统）的坐标原点、坐标轴指向甚至尺度都不尽相同，同一个点在不同坐标系下的坐标也会不同，进行坐标转换，就是为了获取坐标点在不同坐标系下的坐标，就是为了建立和统一坐标系。一、坐标系统地球是一个椭球体，通常情况下，由长、短半径或者一个半径和扁率来决定椭球体的大小，其中扁率的计算公式是：f=(a-b)/ao

3、推求这些基本元素f、a、b等的使用方法和测定地区等不一样，结果会不一致，所以，会有很多种椭球体参数值，故而，不同的坐标系便有不同的运用区域和范围。大地坐标系可以分为协议地球坐标系和参心坐标系，协议地球坐标系又称地心坐标系，包括WGS—84等，参心坐标系包括1954年北京坐标系和1980年西安大地坐标系等。大地坐标系是由椭球的几何参数、椭球中心位置、椭球短轴指向、大地原点等参数确定，其中点的位置用大地坐标(BLH)或者空间直角坐标(XYZ)来表示。WGS—84坐标系是对NSWC9Z—2坐标系的修正，它的原点是地球的质心，常用

4、基本参数参照国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，扁率f=l：298.257223563、长半径a=6378137mo该坐标系空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，即国际协议原点CIO；X轴指向BIH1984.0定义的零度子午面和CTP赤道的交点,Y轴和X、Z轴构成右手坐标系。BJ—54坐标系即1954年北京坐标系，可以说它是普尔科夫坐标系的延展，因为该坐标系是我国建国初依据前苏联1942年普尔科夫坐标系的起算数据传算过来的。它的大地原点在普尔科夫，参考克拉索

5、夫斯基椭球，常用参数有扁率f二1:298.3、长半径a=6378245mo我国在进行坐标系的传算时，以1955年前苏联大地水准面结果为高程异常，以1956年青岛验潮站得出的黄海平均海平面为高程基准，取其平差结果作为传算数据，然后结合我国的天文水准线推算得出。1980年西安大地标系，采用的椭球参数为扁率f二1:298.257、长半径a=6378140m,定位参数是我国范围内高程异常值平方和等于最小的求定。该坐标系的大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇，其椭球短轴平行于地球质心指向地极原点JYD(1968.0)的方向，起始大地子午面

6、平行于格林尼治平均天文台的子午9高程基准是青岛大港验潮站1952—1979确定的黄海平均海水面。高斯平面直角坐标系一般为BJ-54和C80所采用。髙斯投影就是横轴椭圆柱面等角投影，通常采用3°带或6°带的分带投影，其坐标原点为中央子午线与赤道的交点，中央子午线的投影为X轴，赤道的投影为y轴，这样能有效控制长度的投影变形。该坐标系点的平面位置由大地坐标(BL)或是直角坐标(xy)表示，高程基准依据1956年黄海高程系统亦或1980年国家高程基准。、BJ—54和C80坐标系之间的坐标转换由于在一般工程设计中使用的图纸要求的是基

7、于1954年北京坐标系（简称BJ—54）或者1980年西安大地坐标系（简称C80）的数据，所以我国测绘工作绝大多数使用的是北京54坐标系统和西安80坐标系统这两大大地坐标系，还有一些使用的是城市独立坐标系、矿区独立坐标系和工程独立坐标系。1954年北京坐标系与1980年西安大地坐标系之间的转换在工程测量中较为常见，在转换的过程中涉及到控制点的坐标转换、对原始资料的归算转换和对地形图的变更和处理等问题。对于公共点少或者是无公共点的测区进行局部地形图转换这种情况，需要考虑BJ—54和C80坐标系中的椭球定位定向变化和椭球的参数

8、问题，以下的方法适用于这一情况的转换。即要将BJ—54坐标下的P点转换为C80坐标下的坐标，需先求出该点在C80中的大地坐标，公式为：备注：,,,Ae2代表第一偏心率平方之差,a、e2分别为克氏椭球的长半径和第一偏心率的平方，AX、AY.AZ为两椭球参心的差值,B54154分别是P点在BJ—54坐标下